1、低功耗物联网设备的能源管理研究

低功耗物联网设备的能源管理研究

1. 物联网发展现状

早在十五年多前，国际电信联盟（ITU）就发布了首份关于物联网（IoT）的报告。最初，物联网被描述为信息和通信技术领域新增的一个维度，它能让任何人、任何事物在任何时间、任何地点实现连接，从而创建一个全新的动态网络体系。如今，物联网已不再是新兴趋势，它在众多领域都有应用，如民用基础设施、环境监测、能源、交通、智能建筑、医疗保健、国防、制造和生产等，已然成为本世纪最重要的技术之一，且仍在不断发展。根据《2020年第四季度物联网现状与2021年展望》报告，到2025年，物联网连接数量将超过300亿，相当于平均每人拥有近四个物联网设备。

2. 物联网面临的能源管理挑战

智能能源管理是物联网面临的重大挑战之一。每个活跃的物联网网络组件都需要消耗一定能量来运行。尽管物联网使用的能源资源较少，但近期其产生的数据量却显著增加。这导致无线通信设备的电池很快耗尽，需要频繁更换。

传统上，电池是为电子设备供电最实用的选择，但当与用于各种环境的小型传感器结合使用时，电池的缺点就更加明显了。这些缺点包括更换和充电困难、与人体的生物不相容性以及高环境污染性。这些限制严重制约了无线传感器节点和物联网系统的发展，从而促使人们探索新的解决方案。

3. 物联网能源管理相关技术探索

为了解决物联网能源管理问题，人们开始关注能源收集和存储技术。能源收集技术可以从周围环境中获取能量，如太阳能、热能、机械能等，并将其转化为电能。以下是一些常见的能源收集来源：
|能源收集来源|特点|
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|太阳能|清洁、可再生，能量来源广泛，但受天气和光照时间影响较